(57)【要約】【課題】  あらゆる形態の熱交換器用管束に対し、なるべく簡単な装置を用いて自動洗浄することができる、熱交換器用管束洗浄装置を提供するものである。【解決手段】  垂直面と底面を有するＬ型フレームと、Ｌ型フレームに取り付けられ、油圧装置によってＬ型フレームの垂直面内を上下及び左右に移動する噴射装置と、上面にローラ対を備え、噴射装置によって洗浄される管束１２の両端付近を支持する第１の載置台及び第２の載置台と、を有し、第１の載置台上のローラ対２６はモータによって回動する駆動ローラであり、第２の載置台上のローラ対２７は回動自在の従動ローラであって、前記管束１２が水平に支持されるように、従動ローラと管束の間に、一定の厚さで反りを有する板材１０が挟まれていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直面と底面を有するＬ型フレームと、
該Ｌ型フレームに取り付けられ、油圧装置によって前記Ｌ型フレームの垂直面内を上下及び左右に移動する噴射装置と、
上面にローラ対を備え、前記噴射装置によって洗浄される管束の両端付近を支持する第１の載置台及び第２の載置台と、を有し、
前記第１の載置台上のローラ対はモータによって回動する駆動ローラを有し、前記第２の載置台上のローラ対は回動自在の従動ローラであって、
前記管束が水平に支持されるように、前記従動ローラと前記管束の間に、一定の厚さで反りを有する板材が挟まれていることを特徴とする熱交換器用管束洗浄装置。
【請求項２】
前記板材は、複数枚を重ねて結合したものであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用管束洗浄装置。
【請求項３】
前記板材の反りの曲率は、前記管束の断面が形成している略円形の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器用管束洗浄装置。
【請求項４】
垂直面と底面を有するＬ型フレームと、
該Ｌ型フレームに取り付けられ、油圧装置によってＬ型フレームの垂直面内を上下及び左右に移動する噴射装置と、
上面にローラ対を備え、前記噴射装置によって洗浄される管束の両端付近を支持する第１の載置台及び第２の載置台と、を有し、
前記第１の載置台上のローラ対はモータによって回動する駆動ローラであり、前記第２の載置台上のローラ対は回動自在の従動ローラであって、
前記管束が水平に支持されるように、前記従動ローラと前記管束の間に、一定の厚さで可撓性の板材が挟まれていることを特徴とする熱交換器用管束洗浄装置。
【請求項５】
前記可撓性の板材は、前記管束に巻き付けられていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器用管束洗浄装置。
【請求項６】
前記可撓性の板材は、複数枚を重ねたものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の熱交換器用管束洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に用いられる管束の外面を自動洗浄する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製の工程において、シェルチューブ型と呼ばれる熱交換器を使用した蒸留方法が、広く用いられている。図６は、シェルチューブ型の熱交換器の断面図であり、（ａ）はチューブが直線形状の熱交換器、（ｂ）はチューブがＵ字形状の熱交換器を示す。
【０００３】
シェルチューブ型の熱交換器１，２は、チューブ１３，１４を束ねた管束１１，１２と、管束１１，１２を覆うシェル１７，１８を有し、原油Ｘを矢印に沿って導くためのバッフルプレート１５が設けられている。このような構成にすることで、シェル１７，１８の内部を原油Ｘが通過すると、チューブ１３，１４の中を通る蒸気Ｙから原油Ｘに効率的に熱が伝達される。
【０００４】
管束の形状には、図６（ａ）（ｂ）に示したように、チューブが直線形状の管束１１とＵ字形状の管束１２がある。どちらの管束も、複数本のチューブ１３，１４が略円柱状にまとめられ、その端部にチューブが貫通して固定される管板１６が設けられている。管板１６はチューブ１３，１４の端部に設けられることから、チューブが直線形状の場合は両端に管板１６を有し、Ｕ字形状の場合は片側だけに管板１６を有することになる。ここで管板１６は、それぞれのチューブ１３，１４の位置を決めるだけでなく、管束１１，１２全体をシェル１７，１８に固定するために用いられることから、比較的厚い鋼板が用いられている。
【０００５】
このような熱交換器を長期間使用していると、管束の外面に原油に含まれていた泥などが汚れとなって付着し、熱交換の効率が悪くなる。そこで、管束をシェルから取り外し、管束の外面に付着した汚れを落とすための洗浄作業が行われている。
【０００６】
管束外面の洗浄方法として一般的な方法は、高圧ポンプを用いて高圧水を噴射するものである。かつては、作業者が噴射装置を手で持ち、操作していたが、その場合は水圧をあまり高くすることができないため、十分な洗浄ができなかった。また、人力なので時間がかかるという問題もあった。そこで、超高圧ポンプ等を用いた自動洗浄装置が用いられるようになった。
【０００７】
図７は、自動洗浄装置によって管束を洗浄している様子を示す斜視図である。この自動洗浄装置２０は、垂直面と底面を有するＬ型フレーム２１と、管束１１の端部付近を支持する一対の載置台２２，２３と、噴射装置２４とを有し、噴射装置２４は、油圧装置によってＬ型フレーム２１の垂直面を上下、左右に移動できるようになっている。載置台２２，２３の上面には、それぞれローラ対２６，２７が設けられており、管束１１は、そのローラ対２６，２７と同じ向きで、それぞれのローラに管板１６が接するように載置される。
【０００８】
ここで、一方のローラ対２６は、モータ２５に接続した駆動ローラを有し、他方のローラ対２７は、自由に回転できる従動ローラになっている。そして、駆動ローラが回転することにより、管束１１全体が回転し、管束１１のあらゆる場所に高圧水Ｗを当てることができるようになっている。
【０００９】
しかし、チューブが直線形状の管束のときに用いられる管板は、熱交換器のタイプによって、両端で同じ径の場合もあるし、異なる径の場合もある。径が異なる場合は、同じ高さの載置台に載せると、管束は傾くことになり、管束の回転に支障を来す。また、チューブがＵ字形状の管束を載置する場合は、管板がある側はローラで支持することができるが、チューブの折返側は、個々のチューブがばらばらにローラに当たるので、ローラが円滑に回転できず、さらには、チューブの破損を招く可能性もある。また、高さも異なるので、同じ高さの載置台に載せると、管束は傾くことになる。
【００１０】
管束の形状やサイズは、それぞれの熱交換器によって様々であることから、熱交換器用管束洗浄装置は、あらゆる形態の管束に適用できるものであることが望ましい。特に、チューブがＵ字型の管束について、管束をおよそ水平に保ち、円滑に回転することができる構成であれば、あらゆる形態の管束に対応できるものと考えられる。
【００１１】
そこで、特許文献１（特開昭５２−１２０４４６号公報）に記載されているローラでは、あらゆる形態の管束に対応できるような構成が考えられている。図８は、特許文献１のローラ構成を示す斜視図である。管板１６を支持するローラ対３１は、ローラの間隔を変化させることで高さを調整することができる。そして、もう一方のローラ対３２は、ローラを長くすることによって、複数枚のバッフルプレート１５を同時に支持できるようになっている。バッフルプレート１５は、管板１６と比較して、それほど板厚の大きなものではないので、１箇所のバッフルプレートで支持すると、管束の重さに耐えられず、座屈を生じる可能性があるが、複数箇所で支持すれば、強度的な問題は解消される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５２−１２０４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図８のようなローラの構成であれば、確かに様々な形状の管束に対応して使用することができる。しかし、複数のバッフルプレートを同時に支持しようとすると、一方のローラ対をかなり長いものにしなければならないことから、装置が大がかりになるという問題を有している。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、あらゆる形態の熱交換器用管束に対し、なるべく簡単な装置を用いて自動洗浄することができる、熱交換器用管束洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の熱交換器用管束洗浄装置は、垂直面と底面を有するＬ型フレームと、Ｌ型フレームに取り付けられ、油圧装置によってＬ型フレームの垂直面内を上下及び左右に移動する噴射装置と、上面にローラ対を備え、噴射装置によって洗浄される管束の両端付近を支持する第１の載置台及び第２の載置台と、を有し、第１の載置台上のローラ対はモータによって回動する駆動ローラを有し、第２の載置台上のローラ対は回動自在の従動ローラであって、前記管束が水平に支持されるように、従動ローラと管束の間に、一定の厚さで反りを有する板材が挟まれていることを特徴とするものである。
【００１６】
板材は、複数枚を重ねたものでも良く、重ねる場合は、板材同士をボルト等を用いて結合すると良い。また、板材の素材は、鉄、樹脂、ゴムなど、十分な強度を有するものであれば特に限定はしない。このような板材は、管束の回動に同調して動くものでも良いし、管束と板材との間で滑る構成にしても良い。また、板材の反りの曲率は、管束の断面が形成している略円形の半径よりも大きければ良い。
【００１７】
また、従動ローラと管束の間に挟む板材は、可撓性の板材にすることもできる。この場合は、従動ローラと管束の間に挟むだけでも良いし、管束に巻き付けても良く、また、管束の水平を保つことができれば良いので、枚数の制限はない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の熱交換器用管束洗浄装置によれば、板材を使用することにより、短いローラを有する載置台を有効に利用して、あらゆる形態の熱交換器用管束を洗浄できるという優れた効果を奏し得る。また、管束のチューブを板材の面で支持するため、チューブの破損を生じにくく、また、管束の回転を滑らかに行うことができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】チューブが直線形状の管束を載置台上に設置した正面図である。
【図２】チューブがＵ字形状の管束を載置台上に設置した正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図であり、一定厚で反りを有する板材を用いた実施例を示す図である。
【図４】可撓性の板材を用いた実施例の断面図である。
【図５】可撓性の板材を管束に巻き付けた実施例の断面図である。
【図６】シェルチューブ型の熱交換器の断面図であり、（ａ）はチューブが直線形状の熱交換器、（ｂ）はチューブがＵ字形状の熱交換器である。
【図７】自動洗浄装置によって管束を洗浄している様子を示す斜視図である。
【図８】特許文献１のローラ構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、チューブが直線形状の管束を載置台上に設置した正面図である。ここでは、両端の管板１６の径が同じ場合の管束１１を図示している。管板１６は、チューブ１３の位置決めをするだけでなく、管束１１とシェルとの結合にも用いられるものであることから、比較的厚い板であり、このようにローラ対２６，２７の上に直接載せても、強度上の問題はないと考えられる。つまり、複数枚のバッフルプレート１５をローラ対２６，２７の上に載せる必要はない。
【００２１】
図２は、チューブがＵ字形状の管束を載置台上に設置した正面図である。本発明では、チューブがＵ字形状の管束１２に対しても、チューブ１４を保護しつつ、円滑に管束１２を回転できるような構成にすることを目的としている。そこで、駆動ローラ２６の上に管板１６を載置し、従動ローラ２７の上に管束１２のチューブ１４を載置できるように、従動ローラ２７とチューブ１４の間に板材１０を挟んだ。なお、板材１０とバッフルプレート１５は、当接しないように注意が必要である。この板材１０について、以下、実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、一定厚で反りを有する板材を用いた実施例を示す図である。管束１２を水平に保つため、ローラ対２７と管束１２との間隔ｄは、他方で支持されている管板の半径と、管束の断面が形成している略円形の半径との差になる。そして板材１０ａは、１枚でも良いし、複数枚を重ねても良く、その総板厚は間隔ｄを基に決定される。ただし、管束１２は、およそ水平に支持されていれば回転できると考えられるので、高い精度は求められない。よって、数種類の板厚の板材１０ａを備えておけば、あらゆる形状の管束１２に対応できると考えられる。また、複数枚を重ねる場合は、ボルト等で板材１０ａを結合できるようにしておくと良い。
【００２３】
また、この板材１０ａは、管束１２の回転に同調して回転するものでも良いし、管束１２と板材１０ａとの間で滑るものでも良い。ただし、一般的には、ローラ対２７の回転摩擦の方が小さくなると考えられるので、ほとんどの場合、同調して回転すると考えられる。そうすると、ローラ対２７と管束１２との間隔ｄを一定に保たなければ、管束１２をおよそ水平に保つことができないので、板材１０ａの板厚も一定にしなければならない。さらに、管束１２が回転できる角度は、板材１０ａの長さによって決まることに留意して、板材１０ａの長さを決定する必要がある。
【００２４】
板材１０ａは、下に凸になるように反っている必要がある。仮に、板材が平板で剛性が高い場合は、管束１２が回転することによって、載置台から落下する危険性が高いからである。反りの曲率は、管束１２を余裕をもって載置できるように、管束１２の断面が形成している略円形の半径よりも大きく、かつ、管束１２が回転によって落下しない曲率にする必要がある。
【００２５】
図４は、可撓性の板材を用いた実施例の断面図である。可撓性の板材１０ｂは、管束１２を載荷したときに、管束１２の断面が形成している略円形の形状に合わせて変形する。したがって、チューブ１４やローラ対２７との密着性が高くなるので、板材１０ｂは管束１２の回転に同調して移動するため、管束１２の回転は安定すると考えられる。また、板材１０ｂが軟らかければ、チューブ１４の破損も生じにくくなる。板材１０ｂの素材としては、ゴム等が考えられるが、管束１２の荷重に耐えられれば良く、耐久性の高いものであればなお良い。また、板材１０ｂは重ねても良く、その総板厚は、ローラ対２７と管束１２との間隔ｄを基にしつつ、板材１０ｂの変形等を考慮して、管束１２がおよそ水平になるように決定すれば良い。
【００２６】
図５は、可撓性の板材を管束に巻き付けた実施例の断面図である。図４の実施例よりも軟らかい素材の場合に、このような構成にすることができる。板材１０ｃを巻き付けることにより、チューブ１４の一体性を強固にし、管束１２の回転の安定性を向上させることができ、回転角度も大きく取れるので、洗浄作業の効率が上がる。また、チューブ１４の破損も生じにくくなる。
【００２７】
板材１０ｃの取り付け方法は、可撓性の板材を巻いた上からバンド２８などで留めても良いし、可撓性の板材が重なる部分を接着テープなどで留めても良い。また、繊維のような素材であれば、何重にも巻き付けても良い。そして、巻き付けた総厚は、ローラ対２７と管束１２との間隔ｄを基にしつつ、板材１０ｃの変形等を考慮して、管束１２がおよそ水平になるように決定すれば良い。また、必ずしも図５のように管束１２全体に巻き付けなければならないわけではなく、管束１２の下半分程度に巻き付け、その外側をバンド２８などで留めても良い。
【００２８】
なお、板材は以上のような実施例の形状に限定されるものではなく、実施例と同等の効果を奏する板材を使用することによって、本発明の熱交換器用管束洗浄装置は、あらゆる形態の熱交換器用管束に対し、自動洗浄することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１，２          熱交換器
１０            板材
１１，１２      管束
１３            チューブ（直線形状）
１４            チューブ（Ｕ字形状）
１５            バッフルプレート
１６            管板
１７，１８      シェル
２０            自動洗浄装置
２１            Ｌ型フレーム
２２，２３      載置台
２４            噴射装置
２５            モータ
２６            ローラ対（駆動ローラ）
２７            ローラ対（従動ローラ）
２８            バンド
Ｘ              原油
Ｙ              蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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